在CAN总线设计中，我们往往为了确保通信的可靠性，会为CAN接口添加各种保护设备。然而，这并非所有应用都需要，过分的防护不仅增加了成本，还可能影响信号质量。本文将详细探讨共模电感如何用于提升总线的抗干扰能力，并讨论其在实际应用中的作用与局限性。
我们注意到，在许多CAN产品中，共模电感被广泛使用，但在常规测试中，它对信号质量改善的效果并不明显。因此，一些工程师为了确保可靠性，会对CAN接口进行全面外围电路的配置。虽然CAN芯片本身具备良好的抗静电和瞬态电压性能，但根据设计要求，我们可以逐一添加防护和滤波措施。在考虑总线是否需要加装共模电感时，我们主要关注的是从EMC角度出发。
首先，让我们来了解一下共模干扰及其传输路径。图1、图2分别展示了差模式和共模式干扰，以及它们在传输过程中的路径。这些驱动器及接收器都是差分信号传输方式，如同CAN总线一样。
然后，我要介绍一下共模电感。这是一种特殊类型的磁环结构，其中两个半环上各绕有相同匝数但方向相反的线圈。当共模干扰产生时，这两条磁力线相互叠加，从而形成一个大的阻抗，从而起到衰减干扰作用。而对于差模式信号，由于磁力线是相互抵消，所以没有抑制作用，只有很小的一部分由寄生参数所引起的小量影响。
下一步，我将简述一下CAN总线特性的基本原理。通过图3，我们可以看到受话机内部包含开源开漏输出形式，使得即使是隐性电子也能通过终端放大器实现显性高级别。此外，由于这种差分传输方式，CAN对于共模干扰具有很好的抑制能力，如图4所示。但尽管如此，即便波形看起来完美无瑕，对于静电、EFT、浪涌以及导向骚扰等测试结果依旧无法满足要求，因此实际上它仍然存在着向外发送传导噪声的问题。
接着，我将解释为什么我们需要额外地安装一个共同滤波器。在现有的汽车电子标准CISPR25中，对于导向骚扰有严格限制，而很多现有的收发芯片均无法满足这些要求，如图5所示。如果加入合适大小（51μH）的共同滤波器，可以看到噪声降低明显，并且还有一定的裕度空间以应对未来的升级需求。但是，这样的解决方案也带来了两个问题：谐振和瞬态压力。一旦出现寄生效应，不当选择或调整可能导致信号失真，如绿色曲线所示。此外，当发生热插拔或短路情况时，由于共同滤波器自身具有较大感量，其两端可能产生极高压力甚至损坏设备。
最后，我将概括一下关于共同滤波器使用优势与缺点，以及它如何帮助提高我们的系统EMC性能，同时指出了它潜在的问题，以便更好地理解如何正确选择并集成此技术以符合特定应用环境需求。在某些工业环境下，对於傳導發射並無嚴格規定，這時候就不需額外增加這種保護措施，而直接選擇適合車規標準之隔離晶體管元件來實現整個系統與周圍環境間之電磁兼容，是更簡單有效之做法如CTM1051(A)HP系列產品圖7展示之樣式，可應用於多種惡劣工業場景，並提供簡單易用的操作原理圖8供參考。
